DE2535344A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR SOUND GENERATION - Google Patents
CIRCUIT ARRANGEMENT FOR SOUND GENERATIONInfo
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Description
O C *3 C O / /O C * 3 C O / /
PATKXTANWALTE DR. IXO. ERXST SOMMERFELDPATKXTANWALTE DR. IXO. ERXST SOMMERFELD
D-8 MUEXCHKN 80D-8 MUEXCHKN 80
MAniA-THEHESIA-STIlASSE 22 POSTFACH 800008MAniA-THEHESIA-STIlASSE 22 POST BOX 800008
TELEFON" OSn/47(!0Oe 470S19TELEPHONE "OSn / 47 (! 0Oe 470S19
ΤΕΙ.ΠΧ 322038 TELEGRAMM SOMBEZΤΕΙ.ΠΧ 322038 TELEGRAM SOMBEZ
28. Juli 1975 9701-75 Dr.v.B/öJuly 28, 1975 9701-75 Dr.v.B / ö
Ci-IB
Colonia Management- und Beratungsgesellsoliaft iabH. & Co.KG·.Ci-IB
Colonia Management and Consulting Company iabH. & Co.KG ·.
5000 Köln 41, Schumannstr. 225000 Cologne 41, Schumannstr. 22nd
Scha.ltungsanordn.ung zur KlangerzeugungCircuit arrangement for sound generation
Zusatz zu P 2 515 524.2Addition to P 2 515 524.2
In der DT-CS 2 515 524 ist bereits ein elektronisches 31asinstrui:'.ent vorgeschlagen worden, nit deiu sich inibesondere Holzblasinstrumente ausgezei-chnet ii;iitie3?en lassen. i-Iit den dort angegebenen IlaBnahrien lassen sich jedoch d:".e Klänge gev/ioser Instruiaentengruppen, insbesondere der Blechbläser, noch nicht volllioriiiien nachbilden.In the DT-CS 2 515 524 there is already an electronic 31asinstrui: '. Ent has been proposed, nit deiu special Woodwind instruments excellent ii; iitie3? En let. i-iit den However, the IlaBnahrien specified there can be d: ".e sounds gev / ioser Instructor groups, especially the brass, still do not replicate fully lioriiiien.
Dieses Problem v/ird durch die in Patentanspruch 1 unter Schutz gestellte Erfindung gelöst.This problem is v / ird by the in claim 1 below Protection posed invention solved.
j)ie crfiiicTungsge-:iä3e liücldcopplung erraöglicht es, z.B. Tro2.rpctonklänge und die ,Klänge anderer Bj.echblasinstruinente sehr natürlich nachzubilden. Selbstverständlich ist die Urfindrmg nicht auf die Ifachbildung von Klängen von Blcchblr.s-j) The creation of a gap coupling makes it possible, e.g. Tro2.rpctonklänge and the, sounds of other Bj.echblasinstructions to recreate very naturally. It goes without saying that the Urfindrmg not on the formation of the sounds of bloody blur -
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instrumenten beschränkt, sie kann auf die Erzeugung rein synthetischer Klänge bei der elektronischen Imsik und auch zur nachbildung anderer Instrumentenkläiige Anwendung finden.limited to instruments, they can be purely for production synthetic sounds in electronic imsik and also are used to simulate other types of instruments.
Im folgenden v/erden eine Schaltungsanordnung und speziel-Ie neue Blasvandler gemäß der iirfindung unter Bezug auf die Zeichmmg näher erläiitert; es zeigen:In the following a circuit arrangement and special-Ie new blow vans according to the invention with reference to the Drawing explained in more detail; show it:
Pig. 1 eine Schaltungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;Pig. 1 shows a circuit arrangement according to an exemplary embodiment of the invention;
Pig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer filterschaltung für die Schaltungsanordnung gemäß Pig. 1 jPig. 2 shows an embodiment of a filter circuit for the circuit arrangement according to Pig. 1 y
Pig. 3 und 4 Ausfuhrimgsbeispiele zweier !ol&sv-andler, die sich mit Vorteil bei einen elektronischen lliisikinstruiaent nit einer Schaltung 2C2:ic!i3 Pig. 1 oder auch bei anderen elektronischen kusikinstrimenten verv/enden lassen, bei denen gev;iüse PiTiiktionen durch einen Luftstrom gesteuert werden.Pig. 3 and 4 examples of examples of two! Ol & sv-andler who It is advantageous to have an electronic risk management instruction a circuit 2C2: ic! i3 Pig. 1 or other electronic let use musical instruments in which gev; iüse PiTiiktionen be controlled by an air flow.
ο ■ο ■
Bei der in Pig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung kann es sich um einen Teil eines elektronischen' Musikinstrumentes handeln, wie es in der eingangs genannten Offenlegungssehrift beschrieben ist. Bei dem Aiisfülirungsbeispiel gemäß Pig. 1 enthält die Schaltungsanordnung einen Tonfrequenzgenerator 10, dor 2.B. ein rechteckwellenförniges Ausgangssignal liefert. Lie V/iederholungsfrequenz der llcchteckimpulse im Ausgangssignal des lOnfrequenzgenerators 10 sov/ie das Tastverhältnis der Impuls ο sind z.B. durch eine Steuervorrichtung 12 steuerbar, die ein Seiisortasten enthaltendes lianual und eine !Registersteuerung en.tha.lten kann. Das Ausgangssignal des Tonfrequenzgenerators 10 V7ird einem Signaleingang 14 einer ereten Verstärkerschaltung 16 zugeführt, die an einem Signalausgang 18 ein verstärktes Ausgangssignal liefert. Der Verstärkungsfaktor zv/isclieii Signaleingang 14 "und Signalausgang 18 ist durch ein Steuersignal ("Regelspannung") steuerbar, das einem Verstärkungssteuereingang 20 der Verstärkerschaltung 16 zugeführt wird. Die Verstärkerschaltung 16 "kann in üblicher Weise durch eine Gegenkopplungs-In Pig. 1 shown circuit arrangement can be part of an electronic 'musical instrument act as it is in the disclosure policy mentioned at the beginning is described. In the example according to Pig. 1 contains the circuit arrangement includes an audio frequency generator 10, dor 2.B. provides a square wave output signal. Lie the repetition frequency of the square-wave pulses in the output signal of the lOnfrequenzgenerator 10 so / ie the duty cycle of the pulse ο can be controlled, for example, by a control device 12, the lianual containing a sequential key and a register control en.tha.lten can. The output signal of the audio frequency generator 10 V7 is fed to a signal input 14 of a first amplifier circuit 16 which, at a signal output 18, has an amplified Output signal supplies. The gain factor zv / isclieii signal input 14 "and signal output 18 can be controlled by a control signal (" control voltage ") that is sent to a gain control input 20 of the amplifier circuit 16 is supplied. The amplifier circuit 16 "can in the usual way by a negative feedback
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schaltung 22 stabilisiert sein. Der Signalausgang 18 der ersten Verstärkerschaltung 16 ist mit dem Signaleingang einer zweiten "Verstärkerschaltung 24 verbunden, deren Ausgang über' eine Filterschaltimg 26 mit einer Ausgsiigskleiime 28 verbunden ist, an die z.B. ein Endverstärker und ein Lautsprecher angeschlossen v/erden können.circuit 22 be stabilized. The signal output 18 of the first amplifier circuit 16 is connected to the signal input second amplifier circuit 24, the output of which is connected to an output 28 via a filter circuit 26 to which e.g. a power amplifier and a loudspeaker can be connected.
Gemäß der Erfindung ist der Signalausgang 18 der regelbaren ersten Verstärkerschaltung 16 über eine Rückkoppluncsschaltung 30 mit dem Verstärkungssteuereingang 20 gekoppelt. Bei den dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß Pig. 1 enthält die Rückkopplungschaltung 30 die zweite Verstärkerschaltung 24, die Filterschaltuiig 26, eine Phasenschieberschaltung 32, eine -zweite Filterschaltung 34 sowie einen >Jinstellv;iderstand 36. Die Hückkopplungsschaltung kann selbstverständlich auch c.nders ausgebildet sein und braucht weder die zweite Verstärkerschaltung 24 noch die Filterschaltung 26 zufönthalten.According to the invention, the signal output 18 is controllable first amplifier circuit 16 via a feedback circuit 30 coupled to the gain control input 20. In the illustrated embodiment according to Pig. 1 contains the feedback circuit 30 is the second amplifier circuit 24, the filter circuit 26, a phase shift circuit 32, a second filter circuit 34 and an output resistor 36. The feedback circuit can of course also c. be designed differently and neither needs the second amplifier circuit 24 still the filter circuit 26 closed.
Der Verstärkungssteuereingang 20 ist außerdem über einen zweiten Stellwiderstand 38 mit einer Verstärkungssteuersignalquelle 40 verbunden, die scheinatisch durch ein Potentiometer 42 und eine VorspannungsquelLe V dargestellt ist.The gain control input 20 is also via a second variable resistor 38 with a gain control signal source 40 connected, which is apparently represented by a potentiometer 42 and a bias source V.
Die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 enthält ferner noch einen Kondensator 44, der zwischen den Signalsusgang 18 der ersten Verstärkerschaltung 16 und I-Iasse geschaltet ist.The circuit arrangement according to FIG. 1 also contains a capacitor 44 connected between the signal output 18 of the first amplifier circuit 16 and I-Iasse is connected.
~Jewi die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 zum Beispiel zum nachbilden von Trompetenklängen dienen soll, kann die Filterschaltung 26 beispielsweise den in Fig. 2 dargestellten Aufbau haben. Sie enthält in Parallelschaltimg eifieif ersten Tiefpaß 46, decsen Durchlaßbereich etwa mit dem G-rundtonbereich des nachzubildenden Instruments libereinstinmen kann, ferner drei Bandpässe 48, 50, 52, die als Fomantenfilter wirken. Der Parallelschaltung 46-43-50-52 kann ein zweiter Tiefpaß 54 nachgeschaltet sein, insbesondere bei Einrichtungen zur nachbildung von dumpf klingenden Instrumenten. Whenever the circuit arrangement according to FIG. 1 is intended to be used, for example, to simulate trumpet sounds, the filter circuit 26 can, for example, have the structure shown in FIG. In parallel, it contains a first low-pass filter 46, the pass band can roughly coincide with the basic tone range of the instrument to be simulated, and three band-pass filters 48, 50, 52, which act as formant filters. The parallel circuit 46-43-50-52 can be followed by a second low-pass filter 54, particularly in the case of devices for simulating dull-sounding instruments.
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Bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 1st die zweite Verstärkerschaltung 24 so ausgelegt, daß sie ab einer bestimmten Hingangssignalamplitude, die innerhalb des Ausgangssignalaiaplitudenbereiches der ersten Verstärkerschaltung 18 liegt, begrenzt.In the circuit arrangement according to FIG. 1, the second amplifier circuit 24 is designed so that it starts from a certain Input signal amplitude that is within the output signal amplitude range the first amplifier circuit 18 is limited.
Die beschriebene Schaltungsanordnung arbeitet folgendermaßen: Läßt man vorerst einmal die Rückkopplungsschaltung 30 außer Betracht, so v/erden die Impulse vom Ausgang des Tonfrequenzgenerators 10 zuerst durch die erste Verstärkerschaltung 16 um einen Paktor verstärkt, der vom Betrag des Verstärkungssteuersignals am Verstärkung-ssteuereingang 20 abhängt. Die Vorder- und Rückflanken werden durch die als Integrationsglied v/irkende Kapazität 44 etwas verschliffen und die so verformten Impulse werden dann durch die zweite Verstärkerschaltung 24 v/eiter verstärkt. Bei relativ niedrigen Verstärkungsgrad der ersten Verstärkerschaltung 16 haben die Impulse am Ausgang der zweiten Verstärkerschaltung 24 etwa die bei 56a dargestellte Forn. Bei etwas größerem Verstärlamgsgrad nehmen die Impulse die bei 56b dargestellte Form an, die Planken sind also steiler geworden, außerdem hat bereits eine gewisse Begrenzung stattgefunden. Bei noch höherem Verstärkungsgrad (Impuls 56c) ist die Impulsform noch mehr andie eines Rechteckimpulses angenähert.The circuit arrangement described works as follows: If the feedback circuit 30 is left off for the time being disregarding this, the pulses from the output of the audio frequency generator are grounded 10 first amplified by the first amplifier circuit 16 by a factor which depends on the magnitude of the gain control signal at the gain control input 20. the Leading and trailing edges are used as an integration link The effective capacitance 44 is slightly rounded and the pulses thus deformed are then passed through the second amplifier circuit 24 v / pus reinforced. At a relatively low gain of the In the first amplifier circuit 16, the pulses at the output of the second amplifier circuit 24 have approximately that shown at 56a Forn. If the gain is a little higher, the impulses decrease the shape shown at 56b, the planks have become steeper, and a certain limitation has already taken place. With an even higher gain (pulse 56c), the pulse shape is even closer to that of a square pulse.
Durch die Filterschaltung 26 werden nun aus den Impulsen ljo die für das nachzubildende Instrument typischen Ponvantenbereiche ausgewählt.The filter circuit 26 now selects the Ponvanten ranges typical for the instrument to be simulated from the pulses l jo.
Bei der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung wirkt nun das (mehr oder weniger stark modifizierte) Tonfrequenzsignal auf den Verstärkungsgrad der ersten Verstärkerschaltung 16 zurück, da der Ausgang der filterschaltung 26 über einen llückkopplungszweig mit dem Verstärkungssteuereingang 20 gekoppelt ist. Das Tonfrequenzsignal kann in diesem Rückkopplungszweig modifiziert v/erden, z.B. durch die Phasenschieberschaltung 32 und/oder die zv/eite Filterschaltung 34, clie ein Hochpaß-, Tiefpaß-, Bandpaß- oder Insbesondere auch ein Kerbfilter (Bandsperre) sein kann. Der Grad der Rückwirkung, die teilweiseIn the circuit arrangement according to the invention, the (more or less strongly modified) audio frequency signal is effective back to the gain of the first amplifier circuit 16, since the output of the filter circuit 26 via a feedback branch is coupled to the gain control input 20. The audio frequency signal can be in this feedback branch modified v / ground, e.g. by the phase shift circuit 32 and / or the second filter circuit 34, clie a high-pass, Can be low-pass, band-pass or, in particular, a notch filter (band-stop filter). The degree of feedback that is partial
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eine i-'itkopru.ung und teiIv/eise eine Gegenkopplung sein v/i?:d, l'äßt Dich durch clen Stellv.'iderstand 36 einstellen.be an i-'itkopru.ung and partly a negative coupling v / i?: d, You can be set by the control resistor 36.
JJs hat sich gezeigt, da;3 sich durch die ervv.lmte ILückkopplung besondere Klangeffekte erzielen und insbesondere die Klänge von Blcchblasi.nstruii-enten sehr naturgetreu nachbilde;! lassen. Veiv.iutl.ich hat dies se.kie Ursache dri.rin, de.3 auch bei reellen Blasinstrumenten ei^ie .Rücln-zirlzimg dor scliv.'in^er.iieii LujTtsäule auf den Sclr.vin^migEerzeuger (Lippen, ilohrblatt usvi. ) stcttü j.nc.et.It has been shown that; 3 special sound effects can be achieved through the applied I-feedback and, in particular, the sounds of bleached-in-the-bleeding constructions are very lifelike; permit. Veiv.iutl. I have this si.kie cause d ri .rin, de.3 also with real wind instruments ei ^ ie. Rücln-zirlzimg dor scliv.'in ^ er.iieii LujTtsäule on the Sclr.vin ^ migEgenerator (lips, ilohrblatt usvi. ) stcttü j.nc.et.
;3ei der vorliese?^den Scjialtun^sanordrniii^; ist die Rückkopplung abhän^;is von j'^iplitudeAisteuersiyisl, dessen iiiiiplitude in erster Linie durch d;'.e Verotl'i'ki^ijjiDsteusrsi^ialnuellc AC bestii2::it ^7ird, und sie hat einen veri'iidciclicken Prccuenn- vizö. nr:.S3ii£ohalt. Dia Rückkopplung. kann ε.vieh durch das ^inschv/in^- verhalten der im liückkopplun^crnveic entlieltonen Schaltun^celemente modifiziert v/erden.; 3ei der vorliese? ^ Den Scjialtun ^ sanordrniii ^; the feedback is dependent on j '^ iplitudeAisteuersiyisl, whose iiiiiplitude is primarily determined by d;'. e Verotl'i'ki ^ ijjiDsteusrsi ^ ialnuellc AC bestii2 :: it ^ 7, and it has a veri'iidciclicken prccuenn- vizö. no: .S3ii £ ohalt. Dia feedback. cattle can be modified by the behavior of the circuit elements contained in the feedback.
Die Pig. 3 und 4 zeigen zwei neue, vorteilhafte Blasv/andler, die zur IDrzeugung des Verstärkungssteuersignales verv/endet v;erden können. Der IQlasv/andler gemäß Pig. 3 enthält einen zu einer Kanner 60 erv/eiterten Blasliiftkanal, durch den bein Spielen der von Spieler erzeugte Luftstrom strönt. kin teil der 'Vend der Kanner v/ird durch eine elastische kenbrane 52, z.B. CU3 GrUi:-ni, gebildet, die eine dünne Iletallschicht ο·1-trägt. Der i.cisllschicht 64 steht in nahen Abstand eine Gegenelektrode 66 in Pom z.B. einer iietallplatte gegenüber. Die Metallschicht 64 bildet nit der Gegene3_ektrode 66 einen Kondensator, dessen Kapazität von Luftdruck in der KaLiier 60 abhängt, da sich die llenbrane 62 entsprechend den Luftdruc]·: mehr oder v:eniger stark an die Gegenelektrode 65 annähert. Das VerstärkungssteuersigncJ. kann in bekannter "tfeise in Abhängigkeit von der Kapazität erzeugt v/erden.The Pig. 3 and 4 show two new, advantageous blowers which can be used to generate the gain control signal. The IQlasv / andler according to Pig. 3 contains a blower duct widened to form a Kanner 60, through which the airflow generated by the player flows when playing. kin part of the 'vend of the Kanner is formed by an elastic kenbrane 52, eg CU3 GrUi: -ni, which carries a thin metallic layer ο · 1-. A counter electrode 66 in Pom, for example a metal plate, is located at a close distance from the central layer 64. The metal layer 64 forms a capacitor with the counter electrode 66, the capacitance of which depends on the air pressure in the caliper 60, since the membrane 62 approaches the counter electrode 65 more or less according to the air pressure. The gain control signcJ. can be generated in a known range depending on the capacity.
BAD ORIGINAL ORIGINAL INSPECTEDBAD ORIGINAL ORIGINAL INSPECTED
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Der Blaswandler gemäß IMg. 4 enthält eine Pfeife 70, die vom Spieler angeblasen wird. Die Pfeife lot mit einem liikrophon. 72 gekoppelt. Das durch das i-iikrophon 72 erzeugte Signal dient hier lediglich zur Gewinnung einor Junplitudeninformatioii, nicht Jedoch einer Preouenzinformation. Me Asplitudeniiiforziation liann dann als Verstürkungssteuersignal verwendet v/erden. Der Ton der Pfeife kann so leise gemacht oder in einen solchen Frequenzbereich gelegt werden, daß er nicht stört.The blow converter according to IMg. 4 contains a whistle 70 that is blown by the player. The pipe plumb with a liikrophone. 72 coupled. The signal generated by the i-microphone 72 is used here only to obtain a Junplitudeninformatioii, not However, a prouence information. Me asplitudeniiiforziation It can then be used as the gain control signal. Of the The sound of the whistle can be made so quiet or placed in such a frequency range that it does not interfere.
o oeiid sei noch betont, daß die .".'!uekkoppliinj vor.i Ä.U3gfiig 18 dec Verstärkers 16 auf don Yernt^rku-i.^G^teuerei:':- ,^rng 20 :iic-:t dazu di"nt, den mittleren Jaicg£nosc:"-gr.i".."":-V)2ge"L >onstc.jit zv. lirlton, sondern C.v.zv., den Olic.raizter rlos £ig:iales zu ändern, das an der Ausgangslclairje 23 sur Vci-fUgviig steht, "ei ucr ".L-ickkopplun;: hand-slt es sich also nicht, v:io bei ci.n^r "/Gi-ntc.rlaLiigüjrc-gclV'.ng, \vä die Crsger^OppliiVL^ ο ir.·, er Sp::njz:^ oder eines iJtrones, die durch einen Tiefpaß gefiltert \;o::<\er~ sind und praktisch keinerlei Sirnalfrenuensen aeiir enthalten. Bei der vorliegenden Rückkopplung v/erden dagegen auch Signalfrequenzen rückgekoppelt und für die verschiedenen !Frequenzairceile kann die Rückkopplung als üitkopplimg (positive feedback) bzw. als Gegenkopplung (negative feedback) wirken. j3s findet also ,',cjebenenfalls gleichseitig eine ilitkopplimg und eine G-egeiikopplung statt.It should also be emphasized that the. ". '! uekkoppliinj vor.i Ä.U3gfiig 18 dec amplifier 16 on don Yernt ^ rku-i. ^ G ^ teuerei:': -, ^ rng 20: iic-: t in addition di "nt, the middle Jaicg £ n o sc:" - gr.i ".."" : -V) 2ge"L> onstc.jit zv. lirlton, but Cvzv., den Olic.raizter rlos £ ig: iales to change, which stands at the exit Lclairje 23 sur Vci-fUgviig, "ei ucr".L-ickkopplun;: hand-slt so it is not, v: io at ci.n ^ r "/Gi-ntc.rlaLiigüjrc-gclV '.ng, \ va the Crsger ^ ^ ο OppliiVL ir · he Sp :: njz. ^ or iJtrones that filtered through a low pass filter \ o :: <\ ~ he is and contain virtually no Sirnalfrenuensen aeiir. With the present feedback, on the other hand, signal frequencies are also fed back and the feedback can act as positive feedback or negative feedback for the various frequency air lines. Thus, there is also a simultaneous coupling and coupling at the same time.
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
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